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L'informatique et la programmation

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Objectifs

► Prérequis
• S’approprier un cahier des charges
• Connaitre les étapes d’une démarche de projet et les solutions techniques choisies
• Repérer et comprendre la communication et la gestion de l’information
• Expliquer comment un objet programmable fonctionne de façon simple

► Attendus
• Agir sur les différents systèmes numériques en s’appuyant sur les réseaux informatiques et les protocoles, la robotique et aussi la programmation

1. SAVOIR

a. Définition

Dans le cadre d’un projet et du fonctionnement administratif et technique du collège, l’informatique est au cœur des différentes activités.
L’informatique, c’est l’ensemble de matériels et de techniques mis en œuvre pour acquérir et traiter de multiples informations et pour programmer des objets techniques.

b. Explications

L’informatique est basée sur de nombreux programmes et des langages de programmation sont utilisés pour écrire ces programmes.

Les différents systèmes numériques reposent sur les réseaux informatiques et les protocoles, la robotique et la programmation.

Éléments	Actions
Les réseaux informatiques et les protocoles	Permettre la communication entre plusieurs systèmes numériques
La robotique	Concevoir, fabriquer et mettre en œuvre des robots
La programmation	Commander un système automatisé. Mettre en œuvre trois types de programmation : Programmation textuelle à partir de caractères (chiffres et lettres). Programmation par algorigramme. Programmation graphique par blocs.

Le diagramme ci-dessous montre le lien étroit entre les trois grands domaines des systèmes numériques.

Composantes des systèmes numériques.

2. SAVOIR-FAIRE

► Agir sur les différents systèmes numériques en s’appuyant sur les réseaux informatiques et les protocoles, la robotique et la programmation

Exemple : Pilotage d’un robot-tondeuse à gazon grâce à son smartphone.

Un robot-tondeuse est un objet technique qui coupe le gazon de manière autonome.
Le Wi-fi est un protocole de communication sans fil qui permet à des objets électroniques de se connecter dans un environnement relativement proche (rayon de quelques dizaines à centaines de mètres). Cette technologie utilise des ondes radio pour connecter un smartphone et un robot-tondeuse. Le pilotage de ce robot se fait à distance et un programme informatique spécifique permet la réalisation des différentes tâches du robot.

3. À RETENIR - Glossaire

Capteur : Instrument qui est utilisé pour acquérir des informations de nature analogique et qui permet de mesurer une grandeur physique.

Actionneur : Équipement qui produit un phénomène physique à partir de l’énergie qu’il reçoit. C’est le cas d’un moteur qui génère un mouvement à partir d’un courant électrique.

Algorithme : Suite ordonnée d’opérations élémentaires qui mène à un résultat souhaité et qui permet de résoudre un problème. Un algorithme représente la structure de base d’un programme informatique.

Algorigramme : Graphique qui représente un algorithme de façon très simple et compréhensible par tous. Un algorigramme est aussi désigné par les termes « logigramme » ou « organigramme de programmation ».

Programme : Suite ordonnée d’instructions et de commandes, écrites dans un langage donné, qui permet la réalisation de plusieurs tâches. Un programme représente la traduction informatique d’un algorithme dans le langage de programmation informatique choisi.

Programmation : Ensemble des différentes actions menées pour écrire un programme.

Instruction : Ensemble de caractères qui définit, dans un langage de programmation choisi, une opération élémentaire réalisée par un ordinateur.

Commande : Ensemble d’informations transmises aux chaines d’énergie et d’informations d’un objet technique et qui permet donc de modifier le comportement d’un objet pour respecter le cahier des charges.

Séquence d'instruction : Succession des différentes étapes d’un programme informatique.

Boucle : Partie d'un programme informatique qui permet de répéter une instruction bien précise plusieurs fois.

Instruction conditionnelle : Instruction réalisée si une condition donnée est vérifiée.

Variable : Donnée associée à un nom ou à une valeur dans un programme informatique.

Ligne de code : Texte d’un programme informatique écrite dans un langage donné.

Code source : Fichier texte qui permet de constituer un programme informatique grâce à des lignes de codes.

Optimisation d’un programme : Technique qui consiste à modifier un programme informatique pour le rendre beaucoup plus efficace (par exemple par la réduction de sa taille ou par l’augmentation de la vitesse du programme), dans le but de respecter le cahier des charges.

Interface : Ensemble d’éléments matériels (composants électroniques, électriques, pneumatiques et mécaniques) ou virtuels (programmes) qui permettent l’échange d’informations entre les chaines d’énergie et d’information d’un objet technique.

Réseau : Ensemble de dispositifs (matériels et logiciels) qui connectent des équipements informatiques (ordinateurs, imprimantes, tablettes, commutateur) entre eux.

Protocole de communication : Ensemble des règles qui régissent une communication entre des équipements de façon générale.

Protocole réseau : Protocole de communication dédié aux réseaux informatiques.

Internet : Réseau informatique composé d’un maillage d'ordinateurs par lequel transitent de multiples informations.

Espace Numérique de Travail (ENT) : Ensemble structuré de services numériques utilisé par la communauté éducative du collège (élèves, parents, enseignants, surveillants, principaux, gestionnaire). Par exemple, un ENT donne accès au cahier de textes en ligne.

Système embarqué : Système technique de taille réduite qui se compose d’éléments électroniques et informatiques dont certains objets techniques sont équipés. Selon un programme informatique donné, il gère l’ensemble des informations nécessaires à la réalisation d’une fonction technique bien précise.

Objet connecté : Objet électronique connecté sans fil, qui permet de partager des données avec un appareil électronique (notamment un ordinateur, une tablette électronique et un smartphone).

Robot : Machine capable d’effectuer de manière autonome des tâches qui ont été programmées.

Robotique : Activité consacrée à la conception, fabrication et intégration de robots.